DE102007056205B4 - fan - Google Patents

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Abstract

Gebläse, insbesondere zur Kühlung einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, mit einer Befestigungseinrichtung, einem elektrischen Antriebsmotor und einem sich um eine Gebläseachse drehenden Lüfterrad, wobei die Befestigungseinrichtung eine Zarge aufweist, von der eine Luftdurchtrittsöffnung querende Streben ausgehen, die ein der Befestigung des Antriebsmotors dienendes Halteelement tragen, und wobei jede der Streben (6) eine Querschnittskontur aufweist, bei der zwischen eine Strebenbreite (b) definierenden, in Richtung der Gebläseachse (9) verlaufenden Endbereichen (14, 15) der Strebe (6) mindestens ein quer zur Richtung der Gebläseachse (9) verlaufender Quersteg (18) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Quersteg (18) rechtwinklig zu den Endbereichen (14, 15) verläuft und dass die Strebe (6) eine H-, h- oder gespiegelte h-förmige Querschnittsstruktur aufweist.Blower, in particular for cooling an internal combustion engine of a vehicle, with a fastening device, an electric drive motor and a fan wheel rotating about a blower axis, the fastening device having a frame, from which an air passage opening extends with struts which carry a holding element serving to fasten the drive motor , and wherein each of the struts (6) has a cross-sectional contour in which at least one transverse to the direction of the fan axis (6) defining end regions (14, 15) of the strut (6) which define a strut width (b) and extend in the direction of the fan axis (9). 9) extending transverse web (18), characterized in that the transverse web (18) extends at right angles to the end regions (14, 15) and that the strut (6) has an H, H or mirrored H-shaped cross-sectional structure.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Gebläse, insbesondere zur Kühlung einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, mit einer Befestigungseinrichtung, einem elektrischen Antriebsmotor und einem um eine Gebläseachse drehbar gelagerten Lüfterrad, wobei die Befestigungseinrichtung eine Zarge aufweist, von der eine Luftdurchströmungsöffnung querende Streben ausgehen, die ein der Befestigung des Antriebsmotors dienendes Halteelement tragen.The invention relates to a blower, in particular for cooling an internal combustion engine of a vehicle, with a fastening device, an electric drive motor and a fan wheel which is rotatably mounted about a blower axis, the fastening device having a frame from which struts emanating from an air flow opening emanate from the fastening of the Wear the drive motor-holding element.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es sind derartige Gebläse, insbesondere Gebläsemodule, für die Kühlung von Brennkraftmaschinen von Fahrzeugen bekannt. Diese weisen zu ihrer Befestigung eine Befestigungsvorrichtung mit einer Zarge auf, mit der sie an einem Fahrzeugkühler befestigt werden können. Die Befestigungsvorrichtung trägt ferner einen elektrischen Antriebsmotor, dessen entlang einer Gebläseachse verlaufende Welle mit einem Lüfterrad versehen ist. Die Zarge wird von einer Luftdurchströmungsöffnung durchsetzt, in deren Zentrum der elektrische Antriebsmotor angeordnet ist. Um letzteren zu halten, gehen von der Zarge die Luftdurchströmungsöffnung querende Streben aus, die ein Halteelement tragen, an dem der mit Lüfterrad versehene Antriebsmotor befestigt ist. In Betrieb fördert das Lüfterrad einen die Luftdurchströmungsöffnung durchsetzenden Luftstrom, der an den Streben vorbei strömt. Um den Strömungswiderstand und das Geräusch möglichst klein zu halten, ist es bekannt, die Streben mit einem Anstellwinkel anzuordnen. Darüber hinaus können sie vom Profil her ähnlich wie Leitschaufeln ausgebildet sein. Der Nachteil der Realisierung des erwähnten Anstellwinkels und/oder der Leitschaufelstruktur ist eine relativ aufwendige Konstruktion eines Spritzwerkzeugs zur Herstellung der Befestigungseinrichtung. Beispielweise wird die Befestigungseinrichtung aus Kunststoff mittels eines mehrteiligen Kunststoffspritzwerkzeugs hergestellt, das aufgrund des Anstellwinkels der Befestigungseinrichtung eine gestufte Spritzwerkzeugfuge besitzen muss. Die Stufung bedeutet für die Spritzwerkzeugherstellung einen hohen Herstellungs- und Materialaufwand. Es sind auch Streben bekannt, die zwar eine relativ große Stabilität aufweisen, da sie beispielsweise in Querschnitt U-förmig gestaltet sind, die jedoch keinen Anstellwinkel realisieren und daher einen relativ hohen Strömungswiderstand mit sich bringen, der proportional zu ihrer projizierten Fläche wirkt. Die projizierte Fläche bezieht sich auf die durch Strömungsrichtung des die Luftdurchströmungsöffnung passierenden Luftstroms, wobei die Strömungsrichtung einen spitzen Winkel mit der Richtung der Gebläseachse einschließt. Bekannte Gebläse sind in der US 2007 / 0 048 138 A1 , der US 6 899 521 B2 und der US 2005 / 0 042 088 A1 Blowers of this type, in particular blower modules, are known for cooling internal combustion engines of vehicles. For their fastening, these have a fastening device with a frame with which they can be fastened to a vehicle radiator. The fastening device also carries an electric drive motor, the shaft of which runs along a fan axis and is provided with a fan wheel. The frame is penetrated by an air flow opening, in the center of which the electric drive motor is arranged. In order to hold the latter, struts emerge from the frame which cross the air flow opening and carry a holding element to which the drive motor provided with a fan wheel is fastened. In operation, the fan wheel conveys an air flow passing through the air flow opening and flowing past the struts. In order to keep the flow resistance and the noise as low as possible, it is known to arrange the struts with an angle of attack. In addition, they can have a profile similar to that of guide vanes. The disadvantage of realizing the mentioned angle of attack and / or the guide vane structure is a relatively complex construction of an injection mold for producing the fastening device. For example, the fastening device is made of plastic by means of a multi-part plastic injection mold, which must have a stepped injection mold joint due to the angle of attack of the fastening device. The gradation means a high manufacturing and material expenditure for the injection mold production. Struts are also known which, although they have a relatively high stability, because they are U-shaped in cross-section, for example, but do not implement an angle of attack and therefore bring with them a relatively high flow resistance, which is proportional to their projected area. The projected area refers to the air flow passing through the direction of flow of the air throughflow opening, the flow direction including an acute angle with the direction of the fan axis. Known blowers are in the US 2007/0 048 138 A1 , the US 6,899,521 B2 and the US 2005/0 042 088 A1

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Gebläse der eingangs genannten Art zu schaffen, dass eine Befestigungseinrichtung mit Streben hoher Steifigkeit aufweist und einfach herstellbar ist. Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die projizierte Fläche der erfindungsgemäßen Streben derart gewählt ist, dass nur ein geringer Strömungswiderstand entsteht.The invention is therefore based on the object of creating a blower of the type mentioned at the outset, which has a fastening device with struts of high rigidity and is simple to produce. It can preferably be provided that the projected area of the struts according to the invention is selected such that only a small flow resistance arises.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass jede der Streben eine Querschnittskontur aufweist, bei der zwischen eine Strebenbreite definierenden, in Richtung der Gebläseachse verlaufenden Endbereichen der Strebe mindestens ein quer zur Richtung der Gebläseachse verlaufender Quersteg ausgebildet ist. Aufgrund dieses Querstegs, der mittig zwischen den die Strebenbreite definierenden Endbereichen angeordnet sein kann oder auch außer mittig, wird die Steifigkeit einer derartigen Strebe erheblich erhöht, so dass der Antriebsmotor stabil und im wesentlichen schwingungsfrei gehalten werden kann.This object is achieved according to the invention in that each of the struts has a cross-sectional contour in which at least one transverse web extending transversely to the direction of the fan axis is formed between end regions of the strut which define a strut width and run in the direction of the fan axis. Because of this crossbar, which can be arranged centrally between the end regions defining the strut width or also off-center, the rigidity of such a strut is increased considerably, so that the drive motor can be kept stable and essentially free of vibrations.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Quersteg rechtwinklig zu den Endbereichen verläuft. Die Endbereiche verlaufen vorzugsweise geradlinig in Richtung der Gebläseachse.According to a development of the invention, it is provided that the crossbar runs at right angles to the end regions. The end regions preferably run in a straight line in the direction of the fan axis.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die jeweilige Strebe eine Z-förmige Querschnittskontur aufweist. Das bedeutet, dass zwischen zwei, versetzt und parallel zueinander verlaufenden Endbereichen ein verbindender Quersteg verläuft, wobei die Endbereiche mit dem Quersteg jeweils einen 90° Winkel einschließen.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Strebe eine H-förmige Querschnittskontur oder eine h-förmige Querschnittskontur aufweist. Auch ist es denkbar, dass die h-Kontur in gespiegelter Form vorliegt, d.h. das h ist um seine Aufstrichachse geklappt.According to a preferred embodiment, it is provided that the respective strut has a Z-shaped cross-sectional contour. This means that a connecting crossbar runs between two staggered and parallel end regions, the end regions each enclosing a 90 ° angle with the crossbar.
Alternatively, it can be provided that the strut has an H-shaped cross-sectional contour or an H-shaped cross-sectional contour. It is also conceivable that the h contour is in a mirrored form, ie the h is folded around its spread axis.

Nach einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Befestigungseinrichtung ein Spritzgussteil, insbesondere Kunststoffspritzgussteil, ist.According to a particularly preferred embodiment, it is provided that the fastening device is an injection molded part, in particular a plastic injection molded part.

Demzufolge kann die Befestigungseinrichtung im Spritzgussverfahren, insbesondere Kunststoffspritzgussverfahren, mittels eines Spritzwerkzeugs, insbesondere Kunststoffspritzwerkzeugs, hergestellt werden. Um eine einfache Entformbarkeit zu erzielen, verlaufen die stegförmigen Endbereiche und der mindestens eine Quersteg rechtwinklig zueinander, wobei die Endbereiche sich in Richtung der Gebläseachse erstrecken.Accordingly, the fastening device can be manufactured in an injection molding process, in particular a plastic injection molding process, by means of an injection tool, in particular a plastic injection tool. In order to achieve simple demoldability, the web-shaped end regions and the at least one transverse web run at right angles to one another, the end regions extending in the direction of the fan axis.

Bei der Ausbildung der Strebe mit einer Z-förmigen Querschnittskontur ergibt sich ein besonders günstiger Strömungswiderstand, wenn die Anordnung derart getroffen wird, dass der durch den Quersteg gebildete Versatz der Endbereiche in eine Richtung weist, die mit einer Querkomponente der Strömungsrichtung der Luftströmung übereinstimmt. Unter „Komponente“ ist eine vektorielle Zerlegung der Durchströmungsrichtung der Luft im Bereich der Luftdurchströmungsöffnung zu verstehen, in der Art, dass eine Komponente die Strömungsrichtung in Richtung der Gebläseachse weist und eine andere Komponente, nämlich die Querkomponente, quer zur Richtung der Gebläselängsachse, insbesondere rechtwinklig dazu. When the strut is designed with a Z-shaped cross-sectional contour, there is a particularly favorable flow resistance if the arrangement is made in such a way that the offset of the end regions formed by the transverse web points in a direction which corresponds to a transverse component of the direction of flow of the air flow. “Component” is to be understood as a vectorial decomposition of the flow direction of the air in the area of the air flow opening, in such a way that one component points the flow direction in the direction of the fan axis and another component, namely the transverse component, transversely to the direction of the fan longitudinal axis, in particular at right angles to.

FigurenlisteFigure list

Die Zeichnungen veranschaulichen die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und zwar zeigt

  • 1 eine Draufsicht auf ein Gebläse,
  • 2 eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts einer Strebe einer Befestigungseinrichtung des Gebläses, zur Verdeutlichung der Strebenquerschnittskontur,
  • 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel entsprechend der 2 und
  • 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel entsprechend der 2.
The drawings illustrate the invention with the aid of an exemplary embodiment, specifically showing
  • 1 a top view of a blower,
  • 2nd 1 shows a perspective view of a section of a strut of a fastening device of the blower, in order to clarify the strut cross-sectional contour,
  • 3rd another embodiment according to the 2nd and
  • 4th another embodiment according to the 2nd .

Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention

Die 1 zeigt ein Gebläse 1, das der Kühlung einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs dient. Das Gebläse 1 weist eine Befestigungseinrichtung 2 auf, die eine Zarge 3, ein Halteelement 4 und zwischen dem Halteelement 4 und der Zarge 3 verlaufende, eine Luftdurchströmungsöffnung 5 querende Streben 6 aufweist. An dem Haltelement 4 ist ein elektrischer Antriebsmotor 7 befestigt, auf dessen Welle ein Lüfterrad 8 angeordnet ist. Im Betrieb des Gebläses 1 fördert das Lüfterrad 8 einen Luftstrom, der die Luftdurchströmungsöffnung 5 durchsetzt und einen Kühler der erwähnten Brennkraftmaschine kühlt.The 1 shows a blower 1 , which is used to cool an internal combustion engine, not shown, of a motor vehicle. The blower 1 has a fastening device 2nd on that one frame 3rd , a holding element 4th and between the holding element 4th and the frame 3rd extending, an air flow opening 5 crossing struts 6 having. On the holding element 4th is an electric drive motor 7 attached, on the shaft of a fan wheel 8th is arranged. In the operation of the blower 1 promotes the fan wheel 8th an air flow that defines the air flow opening 5 penetrates and cools a cooler of the internal combustion engine mentioned.

Der 1 ist zu entnehmen, dass die einzelnen Streben 6 nicht radial zur Welle des elektrischen Antriebsmotors 7 verlaufen, sondern versetzt zur radialen Richtung. Die Welle des elektrischen Antriebsmotors 7 definiert bezüglich ihrer Längserstreckung eine Gebläseachse 9.The 1 it can be seen that the individual struts 6 not radial to the shaft of the electric drive motor 7 run, but offset to the radial direction. The shaft of the electric drive motor 7 defines a fan axis with regard to its longitudinal extent 9 .

Die 2 bis 4 zeigen Teilabschnitte verschiedener Ausführungsformen von Streben 6. Dargestellt ist jeweils - in perspektivischer Ansicht - die Querschnittsstruktur des entsprechenden Abschnitts der jeweiligen Strebe 6. Beim Ausführungsbeispiel der 2 ist die Richtung der Strebenlänge mit einem mit I gekennzeichneten Pfeil angedeutet. Die Strebenbreite ist mit b gekennzeichnet und die Strebendicke mit d. Ferner ist die Strömungsrichtung bzw. Durchströmungsrichtung des die Luftdurchströmungsöffnung 5 durchsetzenden Luftstroms mit dem Bezugszeichen 10 angegeben, die sich in eine Komponente 11 und 12 zerlegen lässt, wobei die Komponente 11 in Richtung der Gebläseachse 9 und die Komponente 12 in einem 90° Winkel zur Richtung der Gebläseachse 9 verläuft. Mit dem Doppelpfeil 13 ist eine projizierte Fläche angedeutet, die die Strebe 6 in Bezug auf die Durchströmungsrichtung 10 aufspannt.The 2nd to 4th show sections of various embodiments of struts 6 . The cross-sectional structure of the corresponding section of the respective strut is shown in each case in a perspective view 6 . In the embodiment of the 2nd the direction of the strut length is indicated with an arrow marked I. The strut width is marked with b and the strut thickness with d. Furthermore, the flow direction or flow direction of the air flow opening 5 penetrating air flow with the reference symbol 10th specified that is in a component 11 and 12th can be disassembled, the component 11 in the direction of the fan axis 9 and the component 12th at a 90 ° angle to the direction of the fan axis 9 runs. With the double arrow 13 is indicated a projected area that the strut 6 in relation to the flow direction 10th spans.

Der 2 ist zu entnehmen, dass die Strebe 6 zwei die Strebenbreite b definierende Endbereiche 14 und 15 aufweist, die stegförmig und geradlinig ausgebildet sind und jeweils in Richtung der Gebläseachse 9 verlaufen. Im etwa mittigen Bereich bezüglich der Strebenbreite b werden die beiden Endbereiche 14 und 15 mittels eines Querstegs 18 verbunden. Insgesamt weist daher das Ausführungsbeispiel der 2 eine Strebe 6 auf, die eine Z-förmige Querschnittskontur besitzt. Da die Längen der Endbereiche 14 und 15 gemäß 2 derart gewählt sind, dass in Durchströmungsrichtung 10 verlaufende Strömungspfade 19 und 20 die jeweiligen Enden der Endbereiche 14 und 15 und die Enden des Querstegs 18 tangieren, weist die Strebe 6 des Ausführungsbeispiels der 2 nur eine sehr geringe projizierte Fläche (Doppelpfeil 13) auf und erzeugt daher nur einen sehr geringen Strömungswiderstand.The 2nd it can be seen that the strut 6 two end regions defining the strut width b 14 and 15 has, which are web-shaped and rectilinear and each in the direction of the fan axis 9 run. In the approximately central area with respect to the strut width b, the two end areas 14 and 15 by means of a crossbar 18th connected. Overall, the embodiment of FIG 2nd a strut 6 which has a Z-shaped cross-sectional contour. Because the lengths of the end areas 14 and 15 according to 2nd are chosen such that in the direction of flow 10th running flow paths 19th and 20th the respective ends of the end regions 14 and 15 and the ends of the crossbar 18th touch the strut 6 of the embodiment of the 2nd only a very small projected area (double arrow 13 ) and therefore only generates a very low flow resistance.

Beim Ausführungsbeispiel der 3 ist bei der Strebe 6 eine Querschnittskontur gegeben, die H-förmig ausgebildet ist. Demzufolge liegen zwei Endbereiche 14 und zwei Endbereiche 15 vor, die jeweils in Richtung der Gebläseachse 9 verlaufen sowie - im 90° Winkel dazu - ein Quersteg 18, der verbindend wirkt.In the embodiment of the 3rd is with the strut 6 given a cross-sectional contour that is H-shaped. As a result, there are two end areas 14 and two end areas 15 before, each in the direction of the fan axis 9 run and - at a 90 ° angle to it - a crossbar 18th that has a connecting effect.

Beim Ausführungsbeispiel der 4 ergibt sich eine Strebe 6 mit einem Querschnittsprofil, das ein auf dem Kopf stehendes h entspricht, wobei das h um seine Aufstrichachse 21 gespiegelt ist. Demzufolge ergeben sich zwei Endbereiche 14 und ein Endbereich 15, wobei einer der Endbereiche 14 mit einem 90° Winkel in einen Quersteg 18 übergeht, der mit dem übrigen Teil der Strebe 6 verbunden ist.In the embodiment of the 4th there is a strut 6 with a cross-sectional profile corresponding to an upside down h, the h around its spread axis 21 is mirrored. As a result, there are two end areas 14 and an end area 15 , with one of the end ranges 14 with a 90 ° angle in a cross bar 18th passes with the rest of the strut 6 connected is.

Insbesondere ist vorgesehen, dass die Befestigungseinrichtung 2 als Kunststoffspritzgussteil einstückig hergestellt wird, d.h. die Zarge 3, die Streben 6 und das Halteelement 4 werden einstückig im Spritzgussverfahren, insbesondere im Kunststoffspritzgussverfahren, erzeugt. Da die Streben 6 der Ausführungsbeispiele der 3 bis 4 nur Stege aufweisen, die entweder in Richtung der Gebläselängsachse 9 oder in einem 90° Winkel dazu (Querstrebe 18) verlaufen, kann die Herstellung mittels eines einfachen, teilbaren Spritzwerkzeugs, insbesondere Kunststoffspritzwerkzeugs, erfolgen, das keine Stufung der Spritzwerkzeugfuge oder dergleichen aufweisen muss, da die Streben der Befestigungseinrichtung keine Anstellwinkel aufweisen.In particular, it is provided that the fastening device 2nd is produced in one piece as a plastic injection molded part, ie the frame 3rd who have favourited Struts 6 and the holding element 4th are produced in one piece in the injection molding process, in particular in the plastic injection molding process. Because the struts 6 of the embodiments of the 3rd to 4th only have webs that either in the direction of the fan longitudinal axis 9 or at a 90 ° angle to it (cross strut 18th ) run, the production can be carried out by means of a simple, divisible injection mold, in particular a plastic injection mold, which does not have to have any steps in the injection mold joint or the like, since the struts of the fastening device have no angle of attack.

Claims (2)

Gebläse, insbesondere zur Kühlung einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, mit einer Befestigungseinrichtung, einem elektrischen Antriebsmotor und einem sich um eine Gebläseachse drehenden Lüfterrad, wobei die Befestigungseinrichtung eine Zarge aufweist, von der eine Luftdurchtrittsöffnung querende Streben ausgehen, die ein der Befestigung des Antriebsmotors dienendes Halteelement tragen, und wobei jede der Streben (6) eine Querschnittskontur aufweist, bei der zwischen eine Strebenbreite (b) definierenden, in Richtung der Gebläseachse (9) verlaufenden Endbereichen (14, 15) der Strebe (6) mindestens ein quer zur Richtung der Gebläseachse (9) verlaufender Quersteg (18) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Quersteg (18) rechtwinklig zu den Endbereichen (14, 15) verläuft und dass die Strebe (6) eine H-, h- oder gespiegelte h-förmige Querschnittsstruktur aufweist.Blower, in particular for cooling an internal combustion engine of a vehicle, with a fastening device, an electric drive motor and a fan wheel rotating about a blower axis, the fastening device having a frame from which an air passage opening struts, which carry a holding element used to fasten the drive motor , and wherein each of the struts (6) has a cross-sectional contour in which at least one transverse to the direction of the fan axis (6) defining end regions (14, 15) of the strut (6) which define a strut width (b) and extend in the direction of the fan axis (9). 9) extending transverse web (18), characterized in that the transverse web (18) extends at right angles to the end regions (14, 15) and that the strut (6) has an H, H or mirrored H-shaped cross-sectional structure. Gebläse nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (2) ein Spritzgussteil, insbesondere ein Kunststoffspritzgussteil, ist.Blower according to the preceding claim, characterized in that the fastening device (2) is an injection molded part, in particular a plastic injection molded part.
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